생명체 거주 가능성 : 많은 양의 물이 필요하다. : 천문학-우주 [한국창조과학회 자료실]

미디어위원회

2025-01-11

생명체 거주 가능성 : 많은 양의 물이 필요하다.

(Habitability : Just Add Water : A Lot of It)

David F. Coppedge

사막 행성은 물이 있다 하더라도 생명체가 살 수 없어 보인다. 사막 행성에 바다가 필요하다고 말한다.

칼 세이건(Carl Sagan)이 있었던 시기에, 외계 행성에 생명체를 상상하는 것은 너무 쉬웠다. 지속적으로 0~100℃ 사이의 온도를 가지는 공전 궤도에 행성을 위치시키고, 물만 넣어주면 됐었다! 나머지는 진화가 모든 것을 해결해 줄 것이었다. 그 시기 이후로 행성이나 위성에 생명체를 유지시키는데 필요한 요인들의 목록이 늘어났다. 헨리 리히터(Henry Richter) 박사는 그의 저서 ‘지구라는 우주선 : 승객을 위한 안내서(Spacecraft Earth: A Guide for Passengers)’에서 행성(planets)이 생명체를 수용하기 위한 15가지 요건을 나열했다(29쪽). 이러한 요구 사항들을 모두 충족할 수 있는 확률을 계산하면, 우주에 생명체의 존재는 극히 드물게 될 것이다. 이제 또 다른 요건이 추가되고 있었다.

.그록(Grok)에서 생성한 AI 이미지

영화 '듄(Dune)'과 '스타워즈(Star Wars)'에 나오는 사막 행성들은 생명체가 존재할 가능성이 낮다고 NASA는 말한다(2025. 1. 6, Space.com). 미국 지구물리학회(American Geophysical Union, AGU)에 게재된 글에서 톰 브라운(Tom Brown)은 NASA 과학자들의 논문에서 주장하는 내용을 설명하고 있었다 : 행성이 거주 가능하기 위해서는 많은 양의 물이 필요하다.

태양계 먼 곳에서 외계 생명체의 흔적을 찾고 있는, NASA의 ‘거주 가능한 세계 관측소(Habitable Worlds Observatory, HWO) 프로젝트 팀은 생명체 거주가 가능한 것으로 간주되는 행성의 표면에 물이 필요하다고 제안했지만, 이는 예상치 못했던 다른 이유 때문일 수 있다. 연구팀은 물이 행성의 온도 변동을 막는 데 중요한 역할을 한다는 사실을 발견했다. 지구상의 생명체는 일반적으로 생존을 위해 비교적 안정적인 온도가 필요하므로, 우리가 알고 있는 생명체와 유사한 생명체가 그곳에 존재한다면, 다른 세계에서도 마찬가지일 가능성이 높다는 것이다.

지구의 바다는 지구 온도를 안정시키기에 충분한 물(enough water)을 갖고 있지만, 영화에서 묘사되는 것과 같은 사막 행성에서는 아마도 생명체가 없을 것이다.

사막 행성의 진화를 컴퓨터 시뮬레이션으로 추적하고 있는, 워싱턴 대학의 박사 과정 학생인 하스켈(Haskelle Trigue White-Gianella)은 "지구의 바다 하나 보다도 훨씬 적은 량의 물을 갖고 있는 건조한 행성은 우주 전체에 걸쳐 매우 흔할 수 있다"라고 말했다. "우리는 안정적인 기후를 유지하기 위해서, 수량의 임계치(threshold)가 필요하다는 것을 발견했다... 행성이 거주가능 영역(habitable zone)에 있더라도, 물 자원이 너무 적으면, 생명체가 살 수 없는 상태로 전환된다."

브라운은 지표수 범위의 임계치를 약 10%로 언급하며, 이는 행성이 생명체를 유지하기 위한 최소한의 수치로 말하고 있었다. 이 기준치 이하에서는 폭주하는 가열로 인해, 행성의 호수와 바다가 제거되어, 이른바 ‘지속적 생명체 거주 가능 영역(Continuously Habitable Zone, CHZ)’에 있다 하더라도, 금성(Venus)처럼 변할 수 있다는 것이다.

이 기사에서 ‘진화’라는 단어는 10번이나 반복되고 있었다. 연구자들은 이러한 행성에서 생명체가 진화했다 하더라도, 물이 모두 사라졌을 때, 멸종할 가능성이 높다고 생각하고 있었다.

필요한 최소한의 물은 지하 저장소가 아닌, 지표면에 있어야 한다는 점에 유의해야 한다. 지표면에 있어야만 물이 행성의 대기와 접촉하여, 행성의 온도를 조절할 수 있다. 또한 지표수(surface water)는 비구름을 형성하여 대륙을 식힐 수 있다고 브라운은 말한다.

하스켈이 말한 것처럼, 사막 행성이 흔하다면, 그중 극히 일부만 거주 가능 자격을 얻게 될 것이다. 새로운 분석은 사막 행성에서 지능을 가진 복잡한 존재를 묘사하고 있는 스타워즈나 듄과 같은 영화를 망칠 수 있다.

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우주생물학자(astrobiologist)가 되기 위해서는 불가능해 보이는 것들을 믿어야 한다. NASA의 우주생물학 프로그램에 참여하고 있는 사람들은 무기물이 우연히 세포가 되는 데에 거대한 장벽이 존재한다는 것을 깨닫고, 이미 커다란 타격을 받았다. 그리고 이제 또 다른 타격을 받고 있는 것이다. 우주생물학자들은 우주망원경이 관찰할 수 없는, 어두운 행성 지하의 따뜻한 바다에 그들의 관심을 두고 있다.

다윈의 판타지랜드(Fantasyland)를 뒤덮고 있는 자욱한 안개 속에서 길을 잃지 마라. 생명체가 존재하기 위해 필요한 사항에 대한 보다 현실적인 정보를 얻으려면, ‘지구라는 우주선’을 읽어보라.

*참조 : 과학과 거리가 먼 우주생물학자들의 공상

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